Wszelkiego rodzaju pomiary, a bardziej ogólnie, oceanografia i hydrografia, wymagają czujnika inercyjnego. Rozwiązania te obejmują zakres od MRU do wysokiej klasy INS/GNSS, a ich wybór nie powinien być lekceważony. Kluczowe jest, aby wybrać odpowiedni czujnik w zależności od rodzaju aplikacji i jej potrzeb. Jak więc wybrać najlepsze rozwiązanie inercyjne?
To dlatego przetestowaliśmy nasze różne linie produktów podczas trzydniowego badania echosondą wielowiązkową w 3 obszarach portu w Hamburgu (Niemcy): w dokach Hamburga, pod mostami i w kanałach rzecznych miasta.
Możliwość potwierdzenia wydajności naszych rozwiązań w różnych środowiskach i na kilku poziomach dokładności była kluczowa, aby móc polecić, którego INS użyć w zależności od aplikacji i warunków.
Odkryjmy razem więcej na temat tego, jak wybrać najlepsze rozwiązanie inercyjne.
Małe integracje morskie i pomiary na bardzo płytkich wodach
Hydrografia obejmuje nie tylko badania na dużych statkach, ale także AUV, USV, a nawet boje. Biorąc pod uwagę rozmiar takich aplikacji, miniaturowy i wytrzymały czujnik inercyjny może okazać się idealny. SBG Systems opracowało najbardziej innowacyjną odpowiedź na Twoje wymagania: Jak wybrać najlepsze rozwiązanie inercyjne?
Miniaturowa linia produktów Ellipse firmy SBG Systems obejmuje systemy od AHRS po dwuantenowe RTK GNSS/INS w małych obudowach IP68.
Wytrzymałość jest kluczowa w zastosowaniach morskich, dlatego wszystkie MRU i INS firmy SBG Systems korzystają z indywidualnej, wysokiej klasy procedury kalibracji w zakresie od -40 do 85°C.
Rygorystycznie sprawdzamy czujniki inercyjne, zapewniając, że tylko te, które spełniają specyfikacje, dostarczają spójne pomiary dla profesjonalnych misji.
Ellipse sensors deliver a 5-cm accurate real-time heave that automatically adjusts to the wave period and provides unmatched performance in attitude (0.05°) and heading (0.2°).
In addition to buoys, small USV, and AUV solutions for navigation or surveying, these inertial sensors can also compensate and stabilize a single beam or side scan echosounder.
However, they can only offer optimal performance in open-sky surveys in very shallow waters (< 10 meters) in near-shore areas with low motion, offering a cost-effective package for these types of surveys. Indeed, the Ellipse’s RTK Heave directly provides a precise altitude, which is well-suited for near-shore surveying.
Pomiary na otwartym terenie i płytkich wodach
Dane batymetryczne i inercyjne zebrane podczas badania pokazują, że wszystkie czujniki zapewniają bardzo dokładny ruch, heading i pozycję na otwartym terenie i podczas badania na płytkich wodach.
O ile Ellipse nie jest zalecany do bardzo dokładnych badań MBES, Ekinox lub Navsight Ekinox, jest najlepiej dopasowanym rozwiązaniem i może stanowić atrakcyjny pakiet w czasie rzeczywistym do badań na otwartym terenie i na płytkich wodach w obszarach przybrzeżnych.
Inercyjne systemy nawigacyjne Ekinox są dostępne jako uniwersalne czujniki klasy przemysłowej, od MRU po wysokiej klasy RTK INS/GNSS lub jako część rozwiązania Marine.
Oba zapewniają taką samą wydajność i dokładność: 0,02° Roll/Pitch (RTK), 0.05° Heading GNSS i pozycja na poziomie centymetra.
Jako uniwersalne, kompaktowe czujniki, można je zintegrować ze sprzętem, w którym przestrzeń jest krytyczna, takim jak USV do badań hydrograficznych.
Rozwiązanie Navsight Marine, zaprojektowane w celu ułatwienia pracy hydrografom, jest dostępne jako jednostka odniesienia ruchu (Motion Reference Unit - MRU), dostarczająca dane dotyczące roll, pitch i heave, lub jako kompletne rozwiązanie nawigacyjne z wbudowanym trójczęstotliwościowym odbiornikiem GNSS lub wykorzystujące zewnętrzny odbiornik GNSS.
Jednostka Ekinox IMU jest podłączona do jednostki przetwarzającej. Taki bardzo praktyczny układ pozwala na umieszczenie IMU blisko echosondy, podczas gdy jednostka przetwarzająca znajduje się w kabinie i jest podłączona do komputera operatora.
Rozwiązanie inercyjne dla każdego rodzaju zaników GNSS
Zaniki sygnału GNSS mogą wystąpić w różnych środowiskach, w tym podczas nawigacji pod mostami lub badania kanałów rzecznych i obiektów portowych.
Stanowią one wyzwanie dla wszystkich badań hydrograficznych i podkreślają konieczność stosowania inercyjnego systemu nawigacyjnego sprzężonego z GNSS, który łączy dane inercyjne i GNSS, zapewniając ciągłą trajektorię o wyższej dokładności.
Wyniki pomiarów pod mostami pokazują, że czujnik inercyjny utrzymuje dokładność dzięki ulepszonemu RTK, danym o orientacji, heading i heave. Heading wydaje się być znacznie bardziej stabilny w systemie Navsight Apogee, ponieważ zawiera on żyroskopy o wyższej wydajności.
To rozwiązanie zapewnia również bardziej precyzyjne dane inercyjne i pozycyjne, co czyni go właściwym wyborem do tego zastosowania.
Oprogramowanie Qinertia firmy SBG Systems rozwiązuje problemy związane z zanikami sygnału GNSS poprzez przetwarzanie końcowe danych pomiarowych, zapewniając dokładne wyniki dzięki zaawansowanej technologii PPK.
Połączenie Apogee i Qinertia zapewnia niezawodne i wyjątkowo dokładne rozwiązanie w przypadku długotrwałych przerw w dostępie do sygnału GNSS.
Silne efekty wielodrożności sygnału GNSS w kanałach rzecznych powodują częste, krótkie przerwy w dostępie do sygnału, które są trudniejsze do rozwiązania niż długotrwałe zaniki sygnału GNSS.
Efekty wielodrożności zakłócają podwójny pomiar heading i obliczanie pozycji GNSS, zwiększając błędy, co sprawia, że słabo sprzężone rozwiązania inercyjne są zawodne w takich warunkach.
Komplementarność z oprogramowaniem do postprocessingu PPK
Środowisko to wymaga wysokiej klasy systemów INS/GNSS zapewniających stabilne dane dotyczące roll i pitch, wraz z ściśle powiązanym przetwarzaniem końcowym w celu filtrowania efektów wielodrożności.
Obliczenia PPK poprawiają precyzję określania heading i ruchu, a ścisłe sprzężenie znacząco zwiększa dokładność pozycji.
Wysoce wydajne rozwiązanie Navsight Apogee (0,008° Roll/Pitch, 0,015° Heading GNSS i pozycja na poziomie centymetrów), wraz z oprogramowaniem Qinertia PPK, zapewnia optymalny pakiet w takich warunkach. Umożliwia również wykonywanie bardzo dokładnych pomiarów na głębokich wodach, nawet na morzu.
Podczas gdy rozwiązania do pomiaru ruchu i nawigacji Ekinox i Apogee są oparte na technologii MEMS, Navsight Horizon integruje IMU FOG w zamkniętej pętli, co pozwala na solidną i spójną wydajność w najbardziej wymagających środowiskach, takich jak obszary o dużym zagęszczeniu lub pomiary o niskiej dynamice.
Przetworzyliśmy dane tego systemu do testów pomiarowych w Hamburgu, zapewniając najwyższą wydajność jako system referencyjny.
Ponadto, czujniki SBG Systems są kompatybilne ze wszystkimi programami hydrograficznymi, które akceptują protokoły ASCII, NMEA i TSS. Inne oprogramowania opracowały sterowniki, które pasują do binarnego protokołu SBG, ułatwiając integrację czujnika.
Czy uzyskałeś odpowiedź na dylemat: Jak wybrać najlepsze rozwiązanie inercyjne?
Czas rzeczywisty czy post-processing?
W różnych typach pomiarów geodezyjnych post-processing okazał się skutecznym sposobem na poprawę wyników, nawet w najtrudniejszych warunkach.
W wymagających środowiskach GNSS oprogramowanie do post-processingu zapewnia optymalną wydajność, w przeciwieństwie do pomiarów na otwartym terenie, które polegają na danych w czasie rzeczywistym w celu uzyskania dokładności.
Obliczenia w przód i w tył oraz najnowocześniejsze algorytmy PPK pomagają osiągnąć najwyższy poziom dokładności. Ścisłe sprzężenie, odporne na efekt wielodrożności, jest niezbędne w takich warunkach.
Qinertia upraszcza post-processing dla hydrografów, oferując intuicyjne narzędzie zaprojektowane w celu ułatwienia zadań specjalistom pomiarowym i skutecznego usprawnienia przepływu pracy.
To wydajne, szybkie i proste w obsłudze, w pełni funkcjonalne oprogramowanie do post-processingu GNSS i INS/GNSS zapewnia dostęp do korekcji RTK offline z ponad 8000 stacji bazowych zlokalizowanych w 164 krajach. Obsługuje IMU innych producentów i wszystkie odbiorniki GNSS, a także zawiera funkcję VBS (Virtual Base Station) i obliczenia PPP.
To ekonomiczne rozwiązanie umożliwia prowadzenie pomiarów nawet w trudnych warunkach i pozwala na późniejsze korekcje parametrów instalacji, aby uratować sytuację!
